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고분자 전해질 연료전지의 기술, 응용 및 기초 연구의 필요

전문가 제언: ○ 수소 연료에 저장된 화학적 에너지를 바로 효율적으로 전기 에너지와 유일한 부산물인 물로 전환하는 폴리머 전해질막(PEM) 연료전지는 우리의 에너지 사용, 오염물 물질 방출, 그리고 화석연료 의존을 줄일 가능성이 있다.

○ 지난 수십 년간 PEM 연료전지 기술과 기초연구의 발전을 위한 많은 노력이 있었다. 내구성과 비용은 아직 연료전지 상용화에 주 장애로 남아 있다. 지난 2년간 35% 이상의 비용절감이 연료전지 제조에서 달성되어, 교통용 연료전지는 현재 미국 에너지부의 목표보다 50% 높은 $61/kW(2009)이다. 즉 종래의 내연기관 기술에 경쟁하기 위해서는 2015년까지 $30/kW가 되어야 한다.

○ 또한 2500h의 수명(교통용 PEM 연료전지)이 2009년에 달성되었으나 아직 DOE 목표를 달성하기 위해서는 2배, 즉 5000h이 되어야 한다. 이 장벽을 극복하기 위해서는 돌파구가 필요하다. 이 점에서 기초연구가 중요하다. 물과 열관리 같은 문제와 새로운 재료의 개발이 연료전지의 성능개선과 비용감소의 초점으로 남아 있다.

○ 이 연구의 목적은 3가지이다. ① 최신기술과 최신기술 진보의 계관을 통한 교통, 정지 및 휴대용/마이크 발전에서 PEM 연료전지 기술개발과 응용의 최신 현황, ② 이 분야에서의 기초연구 필요성의 설명과 연료전지 기술에서 기초연구의 역할 설명의 공백을 채우는 것이다. ③ 연료전지 개발에서 주요 도전과 가까운 장래, 연료전지 상용화 전에 기초연구의 필요성을 약술했다.

○ 서울대학교의 변수영 등은 고분자 전해질막 연료전지에서 전체 연료전지 시스템 효율을 높이려면, 연료전지의 고온 다습한 배출기체로부터 열과 수분을 회수할 필요가 있다고 밝혔다. 본 연구에서는 연료전지의 고온다습한 배출공기를 재순환하여 공급공기를 1차로 가습하고 소형의 막 가습기로 2차 가습하는 복합가습에 대한 해석적 연구를 수행하였다.

저자: Yun Wang et al,
자료유형: 학술정보